NL2008624C2 - Watermoleninrichting en werkwijze voor het met een dergelijke inrichting genereren van elektrische energie. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Watermoleninrichting en werkwijze voor het met een dergelijke inrichting genereren van elektrische energie

Beschrijving 5 De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een watermoleninrichting voor toepassing in een stromend water, zoals een rivier of getijde water, die is ingericht om geheel onder water te kunnen worden geplaatst voor het omzetten van kracht van het stromend water in elektrische energie.

Het is bekend elektrische energie op te wekken met behulp van de 10 kracht van stromend water. Met name wanneer er sprake is van een groot verval, of wanneer kunstmatig een groot verval kan worden verschaft, is het opwekken van energie interessant een optie. Ook bij een laag verval kan stromend water echter worden benut voor omzetting naar voor de mens bruikbare energie. Een nadeel van de bekende toepassingen is echter dat die veelal een belemmering vormen voor 15 gebruikers van het stromend water, zoals de scheepvaart, maar ook voor vissen. Aldus zijn extra voorzieningen vereist om de belemmering te minimaliseren.

De onderhavige uitvinding beoogt nu een watermoleninrichting te verschaffen die geschikt is voor het omzetten van de kracht van stromend water in elektrische energie, zonder dat de doorgang van het stromend water ernstig wordt 20 belemmerd of gehinderd. Dit doel wordt door de onderhavige uitvinding bereikt met een watermoleninrichting voor toepassing in een stromend water, omvattende een een in hoofdzaak horizontaal stromingskanaal definiërende behuizing met een bij toepassing stroomopwaarts gelegen inlaatopening en een bij toepassing stroomafwaarts gelegen uitlaatopening, ten minste één in het stromingskanaal 25 voorzien schoepenrad met een bij toepassing in hoofdzaak loodrecht op de stromingsrichting georiënteerde rotatie-as en ten minste twee schoepen die zodanig zijn ingericht dat zij bij een beweging met een component in de stromingsrichting een relatief hoge weestandcoëfficiënt voor door het ten minste ene stromingskanaal stromend water hebben en bij een beweging met een component tegen de 30 stromingsrichting in een relatief lage weerstandcoëfficiënt voor door het ten minste ene stromingskanaal stromend water hebben en overbrengmiddelen voor het overbrengen van een rotatiebeweging van de rotatie-as van het ten minste ene schoepenrad naar een permanent magneet generator. Waar in dit document een richting of oriëntatie wordt genoemd, wordt daarmee, tenzij expliciet anders vermeld, 2 de richting of oriëntatie aangeduid waarbij een watermoleninrichting met een zich horizontaal en parallel aan de stromingsrichting uitstrekkend stromingskanaal in een waterstroom is geplaatst. De maatregelen van de watermoleninrichting volgens de uitvinding maken het mogelijk de watermoleninrichting zodanig te ontwerpen dat die 5 geheel onderwater kan worden geplaatst, zodat gebruikers van het stromend water, in dit document ook wel aangeduid als waterstroom er geen of nauwelijks hinder van ondervinden. De watermoleninrichting kan op de bodem van een waterstroom zoals een rivier worden geplaatst, en indien de waterstroom diep genoeg is op zodanige diepte dat varend verkeer er niet door wordt gehinderd. De watermoleninrichting 10 vereist evenmin dat de waterstroom over de breedte wordt afgesloten om een kunstmatig groot verval te creëren of een vernauwde doorgang te verschaffen. Bij toepassing stroomt water door de inlaatopening in het ten minste ene stromingskanaal en langs het ten minste ene schoepenrad. Doordat een schoep van het ten minste ene schoepenrad, wanneer die schoep met de stroming meebeweegt 15 een grotere stromingsweerstand verschaft dan wanneer de schoep tegen de stroom in beweegt zal steeds ten minste één van de ten minste twee schoepen een kracht op de rotatie-as uitoefenen die groter is dan de tegengestelde kracht van een schoep die tegen de stroom in beweegt. Aldus zal het schoepenrad om de rotatie-as roteren. De kracht die door de waterstroom op een schoep wordt uitgeoefend voor het 20 aandrijven van het schoepenrad varieert gedurende één rotatie van het schoepenrad van maximaal, wanneer het zich in hoofdzaak loodrecht op de stromingsrichting bevindt en met de stroming meebeweegt, naar nul wanneer de schoep zich parallel aan de stroming uitstrekt, via minimaal, dat wil zeggen, een negatieve aandrijfkracht, wanneer de schoep zich in hoofdzaak loodrecht op de stromingsrichting bevindt en 25 tegen de stroming in beweegt, naar nul wanneer de schoep zich parallel aan de stroming uitstrekt, en vervolgens weer naar maximaal aan het eind van de rotatie weer naar maximaal. Doordat de stromingsweerstand afhankelijk is van de steeds wijzigende positie gedurende een rotatie zal het schoepenrad blijven roteren. Aldus is de doelstelling van de onderhavige uitvinding bereikt.

30 De schoepen van de watermoleninrichting zijn bij voorkeur zodanig ingericht dat de weerstand-coëfficiënt ervan (kan) worden aangepast in afhankelijkheid van hun beweging ten opzichte van de waterstroom. De schoepen kunnen bijvoorbeeld zijn voorzien van bewegende delen die door de waterstroom zelf en/of door een afzonderlijke bekrachtiging instelbaar zijn, zoals zwenkbare 3 lamellen. De van de rotatiebeweging afhankelijke weerstand kan overigens ook door statisch vormgegeven schoepen worden gerealiseerd, zoals een vakman zal begrijpen.

Bij een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding 5 strekt de rotatie-as van het ten minste ene schoepenrad zich althans ten minste in hoofdzaak verticaal uit. Hoewel andere oriëntaties, van de rotatie-as bij voorkeur loodrecht op de stromingsrichting, mogelijk zijn, zoals bijvoorbeeld een horizontale richting, wordt een schoepenrad met een verticaal georiënteerde rotatie-as op de meest gunstige wijze belast en ondervindt de rotatie-as tijdens de rotatie nauwelijks 10 invloed van wisselende zwaartekrachten van de schoepen.

Hoewel een schoepenrad met twee schoepen denkbaar is, heeft het de voorkeur dat het ten minste ene schoepenrad ten minste drie schoepen omvat. Met een schoepenrad met twee schoepen zal een rotatiebeweging als gevolg van stroming onder normale omstandigheden blijven voortduren, maar er bestaat een 15 kleine kans dat de rotatie op een omslagpunt, waarbij beide schoepen zich aan tegengestelde zijden van de rotatie-as parallel aan een stroming uitstrekken stopt of zelfs wordt omgekeerd. Dit risico is bij een schoepenrad met ten minste drie schoepen in zeer grote mate gereduceerd, omdat een dergelijk schoepenrad geen dood punt heeft.

20 Het heeft de voorkeur dat de schoepen althans in hoofdzaak met regelmatige hoeken om de rotatie-as zijn voorzien. Een gelijkmatige verdeling van de schoepen om de rotatie-as leidt tot een gunstige, veelal regelmatige, rotatiebeweging van het schoepenrad.

Bij een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding 25 is het ten minste ene schoepenrad voorzien van schoepen met zwenkbare lamellen en ten minste een aanslag die zwenking van de lamellen in één richting limiteert wanneer de betreffende schoep met de stroming meebeweegt en vrij zwenkbaar zijn wanneer de betreffende schoep tegen de stromingsrichting in beweegt. Aldus is een betreffende schoep “dicht” wanneer de stroming de betreffende schoep moet 30 aangrijpen om de rotatie-as te drijven en is de betreffende schoep “open” wanneer de schoep tijdens rotatie onder rotatie-as tegen de stroom in beweegt en de rotatie-as afremt. Aldus wordt gerealiseerd dat een schoep zo goed mogelijk kan profiteren van de waterkracht in de aangedreven richting, terwijl de schoep tegen de aangedreven richting in een gereduceerde weerstand van het water ondervindt.

4

Bovendien of alternatief kan een schoep van het het ten minste ene schoepenrad zijn voorzien van gebogen schoepen, die zich bij toepassing in hoofdzaak hol aan een stroom presenteren wanneer de betreffende schoep met de stroming meebeweegt en bol aan de stroom presenteren wanneer de betreffende 5 schoep tegen de stroming in beweegt. Ook een dergelijke uitvoering verschaft een relatief grote aangrijpkracht van een waterstroom op een schoep in de aandrijfrichting en ondervindt een gereduceerde weerstand van de waterstroom wanneer de betreffende schoep tegen de stroming in beweegt.

Bij een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding 10 zijn in een stromingskanaal ten minste twee schoepenraden achter elkaar aangebracht. Het voorzien van een tweede en eventueel derde of verder schoepenrad in een eventueel verlengde behuizing vergt een relatief kleine inspanning ten opzichte van het verschaffen van een tweede, derde of verdere watermoleninrichting met één schoepenwiel en voorzieningen voor het omzetten van 15 rotatie van de rotatie-as in elektrische energie. De stroomsnelheid van het water in het ten minste ene stromingskanaal zal weliswaar door het eerste, stroomopwaarts gelegen, schoepenrad worden verlaagd, waardoor het rendement van het tweede schoepenrad lager zal zijn dan van het eerste schoepenrad. In veel gevallen is het tweede, derde of verder schoepenrad echter nog renderend.

20 Het ten minste ene stromingskanaal is bij voorkeur voorzien van binnenwanden met een lage stromingsweerstand voor bij toepassing langsstromend water. Het moge duidelijk zijn dat het rendement van een watermoleninrichting volgens de onderhavige uitvinding stijgt naarmate de stroomsnelheid van het water in het stromingskanaal hoger is.

25 Bij een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding zijn in een behuizing twee of meer stromingskanalen voorzien. Ook hiermee kan de opbrengst, en vaak ook het rendement van een watermoleninrichting worden verhoogd. Er is weliswaar een tweede stromingskanaal en dus een grotere behuizing nodig, maar de voorzieningen voor het omzetten van de rotatiebeweging van de 30 verschillende rotatie-assen in elektrische energie en het transport ervan naar de wal geschiedt hiermee op efficiënte wijze.

Wanneer in een stromingskanaal ten minste twee schoepenraden achter elkaar zijn aangebracht heeft het de voorkeur dat achter elkaar geplaatste schoepenraden in tegengestelde richting roteren. Aldus kan het water zich 5 slingerend door het betreffende stromingskanaal bewegen, waardoor het zich in het stromingskanaal bevindend water een optimaliseerbare bekrachtiging van de betreffende schoepenraden verschaft.

Wanneer het ten minste ene stromingskanaal is ingericht teneinde 5 erdoorheen stromend water in de richting te geleiden waar de schoepen van het ten minste ene schoepenrad met de stroming meebewegen, kan de stroming nog beter worden benut voor het bekrachtigen van de betreffende te bekrachtigen schoepen en kan eventueel weerstand op momentaan niet te bekrachtigen schoepen worden verminderd door de stroming daar gedeeltelijk van weg te leiden.

10 Het heeft de voorkeur dat de inlaat trechtervormig is, en zich convergerend in de richting van het ten minste ene stromingskanaal uitstrekt. Aldus wordt een relatief grote hoeveelheid van de stroming in het stromingskanaal gestuwd, hetgeen leidt tot een verhoogd rendement van de watermoleninrichting.

Verder heeft het de voorkeur dat de inlaat is voorzien van een 15 beschermingsorgaan dat is ingericht teneinde zich in het water bevindende voorwerpen of dieren vanaf een bepaalde omvang te belemmeren in de watermoleninrichting binnen te dringen. Het moge duidelijk zijn dat voorwerpen en ook vissen of andere dieren die tussen een schoep en een wand van een stromingskanaal komen en eventueel klem komen te zitten een negatief effect hebben op het rendement van 20 de watermoleninrichting. Een watermoleninrichting zou er zelfs door kunnen vastlopen of kunnen worden beschadigd. Een dergelijk beschermingsorgaan voorkomt, of verhindert althans in grote mate, een dergelijk risico.

Wanneer het beschermingsorgaan zich in de stromingsrichting gezien schuin naar boven uitstrekt kunnen voorwerpen en dieren met een 25 gereduceerde kans op beschadiging van het beschermingsorgaan en/of van een dier relatief eenvoudig van de watermoleninrichting kunnen worden weggeleid.

Bij een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding is de inlaat en/of het ten minste ene stromingskanaal voorzien van ten minste één spui-opening, die zijn ingericht om een (te) grote druk op het ten minste ene 30 schoepenrad te voorkomen, bijvoorbeeld in tijden waarin de stroomsnelheid van de waterstroom relatief hoog is. In dat geval wordt een deel van het in de inlaat naar binnen gevoerde water door de ten minste ene spui-opening naar buiten de behuizing weggeleid.

6

Het heeft de voorkeur dat de watermoleninrichting een waterdichte ruimte omvat waarin een permanent magneetgenerator is opgenomen. De permanent magneetgenerator dient in een watervrije ruimte te werken. Aldus is integratie in de behuizing of althans in een waterdichte ruimte van de watermolen-5 inrichting gewenst. Een alternatief is dat de PMG als een afzonderlijke eenheid op afstand van de behuizing van de watermoleninrichting is of dient te worden voorzien.

De onderhavige uitvinding heeft volgens een tweede aspect betrekking op toepassing van een watermoleninrichting volgens het eerste aspect van de onderhavige uitvinding in een stromend water, zoals een rivier, waarbij het 10 ten minste ene stromingskanaal zich bij voorkeur geheel onder het wateroppervlak bevindt. Uiteraard is toepassing met een stromingskanaal deels boven het wateroppervlak mogelijk. Toepassing geheel onder het wateroppervlak van althans het ten minste ene stromingskanaal verschaft de watermoleninrichting echter een hoger rendement. Een ander belangrijk voordeel van toepassing geheel onder het 15 wateroppervlak is dat de watermoleninrichting uit het zicht kan worden toegepast en bij een voldoende diepe stroming op een zodanige plaats kan worden opgesteld, dat schepen met een bepaalde diepgang, of zelfs alle schepen, de stroming zonder hinder van de watermoleninrichting kunnen bevaren.

Bij voorkeur bevindt het ten minste ene stromingskanaal zich op 20 afstand van de bodem van het stromend water. De verticale afstand van de bodem van het stromend water tot het ten minste ene stromingskanaal bedraagt bij voorkeur ten minste 50 centimeter. Een plaatsing op (voldoende) afstand van de bodem verder bij voorkeur ten minste 75 centimeter, voorkomt, of verminderd althans de kans, dat sediment met het water in de behuizing stroomt dat in de stroming 25 substromen ontstaan die het bodemoppervlak van de stroming kunnen aantasten.

Het heeft de voorkeur dat het ten minste ene stromingskanaal zich bij toepassing in hoofdzaak horizontaal in het stromend water uitstrekt. Bij een, althans ten minste in hoofdzaak, horizontale oriëntatie van het stromingskanaal wordt door het stromingskanaal stromend water niet onnodig gehinderd en heeft de 30 watermoleninrichting een relatief hoog rendement.

Voor het voorkomen van aantasting van de bodem aan de uitlaatzijde van het stromingskanaal heeft het de voorkeur dat de uitlaat van het ten minste ene stromingskanaal zich ten opzichte van het ten minste ene stromingskanaal in de stromingsrichting gezien flauw naar boven uitstrekt. Dit helpt 7 een aantasting van de bodem van de stroming achter de watermoleninrichting te voorkomen, of althans te beperken.

De onderhavige uitvinding zal hiernavolgend nader worden toegelicht onder verwijzing naar de tekeningen van twee de voorkeur genietende 5 uitvoeringsvormen van een watermoleninrichting volgens de onderhavige uitvinding en waarin: figuur 1a een schematisch opengewerkt bovenaanzicht toont van een voorbeelduitvoeringsvorm van een watermoleninrichting volgens de onderhavige uitvinding; 10 figuur 1b een opengewerkt schematisch zijaanzicht toont van de watermoleninrichting uit figuur 1a; figuur 2 een schematisch bovenaanzicht toont van een stroming langs een schoepenrad uit de watermoleninrichting uit figuur 1; figuur 3 een opengewerkt schematisch bovenaanzicht toont van een 15 alternatieve watermoleninrichting volgens de onderhavige uitvinding; en figuur 4 een verticaal dwarsdoorsnede-aanzicht toont volgens de lijn IV-IV uit figuur 3.

Nu kijkend naar figuur 1a wordt een schematisch opengewerkt bovenaanzicht getoond van een voorbeelduitvoeringsvorm van een watermolen-20 inrichting 1 volgens de onderhavige uitvinding. De watermoleninrichting 1 omvat een behuizing 2 die een inlaat 3, een stromingskanaal 4 en een waterdicht PMG-compartiment 5 vormt. Inlaat 3 heeft twee zich convergerend in de richting van stromingskanaal 4 uitstrekkende verticale zijwanden 6, 7, een onderwand 8 en een (in figuur 1a niet getoonde) bovenwand. Aan zijwand 7 is een spuicilinder 10 25 voorzien. Schematisch is de plaats van zich in een bovenwand bevindende spuistroken 11 aangeduid. Stromingskanaal 4 wordt gedefinieerd door twee zijwanden 12, 13, een onderwand 14 en een (in figuur 1a niet getoonde) bovenwand. Aan de binnenzijde van zijwanden 12 en 13 van stromingskanaal 4 zijn zich verticaal uitstrekkende profielen 16 met een horizontale dwarsdoorsnede in de vorm van een 30 afgeknotte kegel voorzien. In stromingskanaal 4 zijn drie schoepenraden 17a, 17b, 17c voorzien, waarbij de baan van de schoepen 17a-c voor een deel wordt begrensd door op korte afstand van een deel van die baan gelegen profielen 16. Schoepenraden 17a-c roteren bij toepassing om diens respectievelijke rotatie-assen 18a, 18b, 18c volgens pijlen Pa, Pb en Pc. Ter hoogte van de overgang van de inlaat 8 3 naar stromingskanaal 4 is een waterdicht PMG-compartiment 5 gevormd door een deel van zijwand 6 van inlaat 3, een deel van zijwand 13 van stromingskanaal 4, zijwand 19 en zijwand 20, onderwand 21 en een (in figuur 1a niet getoonde) bovenwand. In figuur 1a is schematisch met 23 een op zich bekende mechanische 5 overbrenging voor het overbrengen van een rotatiebeweging van schoepenrad 17 naar een permanent magneetgenerator (PMG) in het waterdicht PMG-compartiment 5 getoond. Aan de stroomopwaartse zijde is de inlaat 3 voorzien van een vis- en vuilwerend rooster 25.

Figuur 1b toont de watermoleninrichting 1 uit figuur 1a in een 10 opengewerkt schematisch zijaanzicht. De aanduiding van de onderdelen van de watermoleninrichting 1 correspondeert uiteraard met die uit figuur 1a. Hierbij is de bovenwand van de inlaat aangeduid met verwijzingscijfer 9 en de bovenwand van het stromingskanaal 4 met verwijzingscijfer 15. De watermoleninrichting 1 is via poten 26 stevig verankerd in een ondergrond 27.

15 Figuur 2 toont een schematisch bovenaanzicht van een deel van stromingskanaal 4 waarin schoepenrad 17a zich bevindt. Schoepenrad 17a is weliswaar schematisch maar meer in detail dan in figuur 1a weergegeven. Schoepenrad 17a heeft een rotatie-as 18a die zich bij toepassing verticaal in het stromingskanaal uitstrekt, waaromheen drie schoepen 28 roteerbaar zijn voorzien. 20 Elk van de drie schoepen 28 heeft een centraal vlak 29 dat hier is uitgevoerd als een grof rasterwerk. Aan het raster zijn om verticale assen 30 zwenkbare lamellen 31 voorzien.

Figuur 3 toont een alternatieve uitvoeringsvorm van een watermoleninrichting 51 volgens de onderhavige uitvinding. Watermoleninrichting 51 25 is vergelijkbaar met watermoleninrichting 1, maar is voorzien van twee stromings-kanalen 54. In figuur 3 zijn met in figuur 1a en 1b corresponderende elementen van watermoleninrichting 1 aangeduid met een verwijzingscijfer dat 50 hoger is dan het corresponderend onderdeel in figuur 1, tenzij expliciet anders is aangegeven. Een opvallend verschil van watermoleninrichting 51 ten opzichte van watermolen-30 inrichting 1 is dat bij watermoleninrichting 51 twee stromingskanalen 54a, 54b, die zijn gescheiden door middel van een scheidingswand 82 worden gevoed via één inlaat 53, waardoorheen zich overigens ook scheidingswand 82 uitstrekt. Scheidingswand 82 functioneert bij de beide stromingskanalen 54a, 54b corresponderend met zijwanden 12 en 13 uit figuur 1a.

9

Figuur 4 tenslotte toont een verticaal doorsnede-aanzicht volgens de lijn IV-IV uit figuur 3. Ook in figuur 4 zijn met in figuur 3 corresponderende onderdelen aangeduid met een verwijzingscijfer dat correspondeert met het verwijzingscijfer van het betreffende onderdeel uit figuur 3. Stromingskanalen 54a, 5 54b worden gedefinieerd door een onderwand 64 en een bovenwand 65, zijwanden 62 en 63 en scheidingswand 82. Binnen de stromingskanalen 54a, 54b bevinden zich twee schoepenraden 67a1 en 67a2. Elk schoepenrad 67a1, 67a2 omvat een rotatie-as 68a1, 68a2 en schoepen, waarvan in figuur 4 slechts steeds een een centraal vlak vormend raster 79 is weergegeven. Aan de gearceerde zijde van 10 rotatie-assen 68a1, 68a2 liggen de lamellen tegen het raster van de betreffende schoep. Hierdoor zijn de vóór het raster gelegen lamellen zichtbaar. Aan de andere zijde van de rotatie-as bevinden de lamellen zich recht achter, dat wil zeggen in de zichtrichting gezien in het verlengde van, de verticale delen van het raster 79 die samenvallen met de zwenkassen 80 van de lamellen en is het raster vóór de 15 lamellen zichtbaar.

Nu volgt een beschrijving van de werking van de watermoleninrichting 1. Wanneer de watermoleninrichting 1 zoals weergegeven in figuur 1b met poten 26 in een ondergrond 27 op bijvoorbeeld een rivierbedding is verankerd met de inlaat 3 stroomopwaarts gericht stroomt water volgens pijlen S van 20 de betreffende rivier door vis- en vuilwerend rooster 25 in inlaat 3. Het vis- en vuilwerend rooster 25 heeft een zodanig raster, dat het water er nagenoeg ongehinderd doorheen kan stromen, waarbij kleine objecten en eventuele kleine vissen die de (werking van de) watermoleninrichting niet of nauwelijks belemmeren eventueel worden doorgelaten, maar waarbij grovere voorwerpen en relatief grote 25 dieren door het rooster 25 worden tegengehouden. Om te voorkomen dat het rooster 25 verstopt raakt is het, zoals getoond in figuur 1b enigszins schuin hellend voor de inlaat 3 geplaatst, zodat vuil van het rooster 25 kan afschuiven. Bij een normale stroming zal het water vanuit inlaat 3 in stromingskanaal 4 stromen. Wanneer de stroming echter (te) sterk is zal water door spuigaten in spuistroken 11 en 30 spuicilinder 10 naar buiten stromen. De waterdruk op de schoepen of de rotatiesnelheid van de schoepen kan daartoe worden gemeten door een sensor, die een signaal afgeeft aan een spuicilinder die op op zich bekende wijze water kan spuien. Eventueel kan een zich buiten de behuizing bevindende sensor worden toegepast, die bijvoorbeeld de stroming van het water buiten de watermoleninrichting 10 registreert. Het is ook mogelijk dat mechanische kleppen op basis van een sensorsignaal worden geopend/gesloten. Hierdoor wordt voorkomen of althans het risico gereduceerd, dat door het water op de schoepenraden 18a, 18b, 18c uitgeoefende krachten de watermoleninrichting 1 kunnen beschadigen. Doordat 5 zijwand 6 van de inlaat door profiel 16 wordt verlengd wordt water met name aan de in de stromingsrichting gezien linkerzijde van schoepenrad 18a aangeboden. Bij de betreffende schoep 28 zijn de lamellen 31 gesloten, dat wil zeggen de lamellen 31 strekken zich, althans in hoofdzaak, evenwijdig uit aan centraal vlak 29 (zie ook figuur 2), waar schoep 28 gesloten is en aldus de stroming een kracht uitoefent op 10 de betreffende schoep 28. Zo lang de kracht op de lamellen 31 aan de stroomopwaarts gelegen zijde groter is dan aan de stroomafwaarts gelegen zijde zullen de lamellen 31 zich aan de stroomopwaartse zijde van de stroming blijven bevinden. Daar worden de lamellen 31, die zich dwars op de stromingsrichting uitstrekken, tegen het zich stroomafwaarts van de lamellen 31 bevindend raster 15 worden gedreven. Wanneer schoepenrad 17a in de rotatierichting Pa doordraait verplaatsen de lamellen 31 zich om zich te oriënteren zoals is weergegeven bij de andere twee in figuur 2 getekende schoepen 28. Zoals te zien in figuur 2 zullen de lamellen 31, wanneer een schoep 28 zich tegen de stromingsrichting in beweegt zich aan de stroomafwaartse zijde van de betreffende schoep 28 bevinden en geven zij 20 de betreffende schoep 28 grotendeels vrij voor passage van water door het corresponderend in centraal vlak 29 gelegen raster. Ten minste voor de vakman is duidelijk dat aldus een rotatiebeweging van schoepenrad 17a wordt opgewekt en gecontinueerd. Vanuit schoepenrad 18a wordt de stroming vervolgens door profiel 16 en zijwand 13 gestuwd richting schoepenrad 17b, dat in een omgekeerde richting 25 roteert volgens het zojuist beschreven principe. Vervolgens stroomt het water richting schoepenrad 17c en uit stromingskanaal 4 terug om zich te mengen met het water dat om watermoleninrichting 1 heen is gestroomd. De snelheid van water dat door de behuizing stroomt ten opzichte van de snelheid die om de behuizing heen stroomt wordt mede bepaald door de verhouding tussen het oppervlak van de 30 stroomopwaartse zijde van de inlaat en het oppervlak van de doorlaat. Water wordt versneld door een inlaat met een grotere dwarsdoorsnede dan die van het doorstroomkanaal toe te passen. In het stromingskanaal wordt de snelheid juist geremd. Bij een niet al te grote inlaat (ten opzichte van de stromingsdoorgang) ontstaat aan het uitlaatuiteinde een Venturi-effect dat de stroming binnen het 11 stromingskanaal 4 zal doen versnellen en aldus het rendement van de watermoleninrichting verder verhoogt. De door de stroming aangedreven schoepenraden 17a, 17b, 17c roteren om de corresponderende rotatie-assen 18a, 18b, 18c waarvan de beweging op voor een vakman bekende wijze, bijvoorbeeld via 5 een samenstel van stangen en tandwielen, wordt overgebracht naar een permanent magneetgenerator 24 in PMG-compartiment 5, alwaar de rotatiebeweging wordt omgezet in elektriciteit. De elektriciteit wordt via een (in de figuren niet getoonde) kabel naar wal getransporteerd om daar te kunnen verbruikt.

De werking van watermoleninrichting 51 komt overeen met die van 10 watermoleninrichting 1 en behoeft geen verdere toelichting.

In de figuren en de bovenstaande beschrijving zijn slechts twee uitvoeringsvormen van een watermoleninrichting volgens de onderhavige uitvinding bij wijze van voorbeeld getoond en toegelicht. Het moge echter duidelijk zijn dat verschillende, al dan niet voor de vakman voor de hand liggende, varianten 15 denkbaar zijn binnen de beschermingsomvang van de onderhavige uitvinding, die wordt gedefinieerd in de hiernavolgende conclusies. Zo is het mogelijk om slechts één, twee of een groter aantal schoepenraden in een stromingskanaal te voorzien. Ook is het mogelijk om drie, vier of meer rijen schoepenraden in een behuizing onder te brengen, bij voorkeur maar niet noodzakelijkerwijs in verschillende 20 stromingskanalen. De profielen die de stroming geleiden zijn wenselijk maar niet noodzakelijk en kunnen eventueel een andere vorm hebben. Een watermoleninrichting kan, in plaats van op een rivierbedding ook op de bodem van een getijde water worden aangebracht, bijvoorbeeld in een mwi. Een mwi is relatief diep en de stroming is er gewoonlijk geconcentreerd, dus relatief sterk, en in 25 hoofdzaak steeds in dezelfde richting.

Claims (23)

1. Watermoleninrichting voor toepassing in een stromend water, omvattende een ten minste één in hoofdzaak horizontaal stromingskanaal 5 definiërende behuizing met een bij toepassing stroomopwaarts gelegen inlaatopening en een bij toepassing stroomafwaarts gelegen uitlaatopening, ten minste één in het stromingskanaal voorzien schoepenrad met een bij toepassing in hoofdzaak loodrecht op de stromingsrichting georiënteerde rotatie-as en ten minste twee schoepen die zodanig zijn ingericht dat zij bij een beweging met een 10 component in de stromingsrichting een relatief hoge weestandcoëfficiënt voor door het ten minste ene stromingskanaal stromend water hebben en bij een beweging met een component tegen de stromingsrichting in een relatief lage weerstandcoëfficiënt voor door het ten minste ene stromingskanaal stromend water hebben, en overbrengmiddelen voor het overbrengen van een rotatiebeweging van de rotatie-as 15 van het ten minste ene schoepenrad naar een permanent magneet generator.

2. Watermoleninrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de schoepen zijn ingericht teneinde de weerstandcoëfficiënt ervan aan te passen in afhankelijkheid van hun positie en/of beweging ten opzichte van de waterstroom.

3. Watermoleninrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de 20 rotatie-as van het ten minste ene schoepenrad zich althans ten minste in hoofdzaak verticaal uitstrekt.

4. Watermoleninrichting volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat het ten minste ene schoepenrad ten minste drie schoepen omvat.

5. Watermoleninrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, 25 met het kenmerk, dat de schoepen althans in hoofdzaak met regelmatige hoeken om de rotatie-as zijn voorzien.

6. Watermoleninrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een schoep van het ten minste ene schoepenrad is voorzien van schoepen met zwenkbare lamellen en ten minste die zwenking van de lamellen 30 limiteert wanneer de betreffende schoep met de stroming meebeweegt en vrij zwenkbaar zijn wanneer de betreffende schoep tegen de stromingsrichting in beweegt.

7. Watermoleninrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de ten minste ene schoepenrad is voorzien van gebogen 35 schoepen, die zich bij toepassing in hoofdzaak hol aan een stroom presenteren wanneer de betreffende schoep met de stroming meebeweegt en bol aan de stroom presenteren wanneer de betreffende schoep tegen de stroming in beweegt.

8. Watermoleninrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat in een stromingskanaal ten minste twee schoepenraden achter 5 elkaar zijn aangebracht.

9. Watermoleninrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het ten minste ene stromingskanaal is voorzien van binnenwanden met een lage stromingsweerstand voor bij toepassing langsstromend water.

10. Watermoleninrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het ten minste ene stromingskanaal is voorzien van binnenwanden die, voor wat betreft vormgeving, corresponderen met de baan van het ten minste ene schoepenrad.

11. Watermoleninrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, 15 met het kenmerk, dat in een behuizing twee of meer stromingskanalen zijn voorzien.

12. Watermoleninrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het ten minste ene stromingskanaal is ingericht teneinde erdoorheen stromend water in de richting te geleiden waar de schoepen van het ten minste ene schoepenrad met de stroming meebewegen.

13. Watermoleninrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, in afhankelijkheid van conclusie 8, met het kenmerk, dat achter elkaar geplaatste schoepenraden in tegengestelde richting roteren.

14. Watermoleninrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de inlaat trechtervormig is, en zich convergerend in de richting 25 van het ten minste ene stromingskanaal uitstrekt.

15. Watermoleninrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de inlaat is voorzien van een beschermingsorgaan dat is ingericht teneinde zich in het water bevindende voorwerpen of dieren vanaf een bepaalde omvang te belemmeren in de watermoleninrichting binnen te dringen.

16. Watermoleninrichting volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat het beschermingsorgaan zich in de stromingsrichting gezien schuin naar boven uitstrekt.

17. Watermoleninrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de inlaat en/of het ten minste ene stromingskanaal is voorzien van ten minste één spuiopening.

18. Watermoleninrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de watermoleninrichting een waterdichte ruimte omvat waarin een permanent magneet generator is opgenomen.

19. Toepassing van een watermoleninrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies in een stromend water, zoals een rivier, waarbij het ten minste ene stromingskanaal zich geheel onder het wateroppervlak bevindt.

20. Toepassing van een watermoleninrichting volgens conclusie 19, met het 5 kenmerk, dat het ten minste ene stromingskanaal zich op afstand van de bodem van het stromend water bevindt.

21. Toepassing van een watermoleninrichting volgens conclusie 19 of 20, met het kenmerk, dat de verticale afstand van de bodem van het stromend water tot het ten minste ene stromingskanaal ten minste 50 cm bedraagt.

22. Toepassing van een watermoleninrichting volgens één of meer van de conclusies 19 tot en met 21, met het kenmerk, dat het ten minste ene stromingskanaal zich in hoofdzaak horizontaal in het stromend water uitstrekt.

23. Toepassing van een watermoleninrichting volgens één of meer van de conclusies 19 tot en met 22, met het kenmerk, dat de uitlaat van het ten minste ene 15 stromingskanaal in de stromingsrichting gezien flauw naar boven helt.